[发明专利]薄膜电极碱性光电解水催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种薄膜电极碱性光电解水催化剂，其特征在于，先在薄膜电极表面依次沉积Pt、Ni两种金属纳米层，然后通过焙烧和原位电化学氧化在薄膜电极表面制备出PtNi/Ni(OH)₂，得到薄膜电极表面附着有PtNi合金纳米层，并且PtNi合金纳米层表面附着有无定形Ni(OH)₂的目标催化剂；并且按照以下步骤制备得到：

(1)将薄膜电极作为基底，在其表面沉积金属Pt纳米层；

(2)在步骤(1)制备得到的样品表面沉积金属Ni纳米层；

(3)将步骤(2)制备得到的样品焙烧，进行合金化处理；所述焙烧的气氛为氮气、氢气或惰性气体；所述焙烧的温度为400℃，焙烧时间为0.5-4h；

(4)将步骤(3)所得样品封装后进行原位电化学氧化处理，在PtNi合金表面原位生长无定形的Ni(OH)₂；所述原位电化学氧化处理是将封装后的样品置于强碱溶液中，在相较于可逆氢电极中在–0.8-1V电压范围内扫描，扫描至电极解水性能稳定。

2.根据权利要求1所述的一种薄膜电极碱性光电解水催化剂，其特征在于，所述薄膜电极为硅基薄膜电极。

3.一种如权利要求1-2中任一项所述薄膜电极碱性光电解水催化剂的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

(1)将薄膜电极作为基底，在其表面沉积金属Pt纳米层；

(2)在步骤(1)制备得到的样品表面沉积金属Ni纳米层；

(3)将步骤(2)制备得到的样品焙烧，进行合金化处理；所述焙烧的气氛为氮气、氢气或惰性气体；所述焙烧的温度为400℃，焙烧时间为0.5-4h；

(4)将步骤(3)所得样品封装后进行原位电化学氧化处理，在PtNi合金表面原位生长无定形的Ni(OH)₂；所述原位电化学氧化处理是将封装后的样品置于强碱溶液中，在相较于可逆氢电极中在–0.8-1V电压范围内扫描，扫描至电极解水性能稳定。

4.根据权利要求3所述的一种薄膜电极碱性光电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所沉积的所述金属Pt纳米层和所述金属Ni纳米层的厚度比为3:1-1:1。

5.根据权利要求4所述的一种薄膜电极碱性光电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所沉积的所述金属Pt纳米层和所述金属Ni纳米层的厚度比为3:2。

6.根据权利要求3所述的一种薄膜电极碱性光电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的扫描次数为至少6次。

7.一种如权利要求1-2中任一项所述薄膜电极碱性光电解水催化剂在光电化学池中光解水制氢的应用。